Hzの求め方を完全解説!公式F=1/Tと周期・波長計算の極意

Hzの求め方を完全解説!公式F=1/Tと周期・波長計算の極意の注目ポイントを丁寧に掘り下げてご紹介します。

電気工学や第二種・第一種電気工事士の現場において、交流回路の計算は周波数(f)の概念を避けて通れません。交流回路の電圧や電流は正弦波(サインカーブ)を描いて変化するため、回転運動の概念を取り入れた角周波数(角速度:ω[オメガ])が多用されます。

正弦波交流が1周期(1回転=2πラジアン)進む時間を周期Tとすると、角周波数ω(単位:rad/s)と周波数f(Hz)には以下の関係が成立します。

ω = 2πf [rad/s] ⇔ f = ω / 2π [Hz]

例えば、電源回路の計算問題で「電圧 v = 100√2 sin(100πt)」という式が提示された場合、三角関数の引数「ωt」に相当する部分はω = 100πです。ここから周波数fを割り出すには、f = 100π / 2π = 50 Hzと瞬時に算出できます(東日本エリアの交流電圧式であることが分かります)。

また、電気工事士試験のモーター(誘導電動機)に関する問題で頻出するのが、同期速度(回転磁界の回転数 N[rpm])と電源周波数(f[Hz])、モーターの極数(P)の関係式です。

N = 120f / P [rpm] ⇒ f = P × N / 120 [Hz]

4極(P=4)のモーターが西日本の60Hz電源で駆動している場合、同期速度はN = (120 × 60) / 4 = 1800 rpmとなります。周波数が50Hzに落ちれば同期速度は1500 rpmに低下します。工場の設備設計やトラブルシューティングにおいて、周波数の違いが回転数や揚程に直結する背景には、この厳密な計算式が存在しています。

小林 直樹

小林 直樹

トレンドリサーチャー

シンプルで洗練された住まいづくりとインテリアコーディネートのアイデアを提案しています。

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